郑团结:卫星发展面临三大致命问题

泰伯网2018-06-14 15:32:31

摘要: 郑团结认为,星地不协同、缺乏资源统筹和缺乏核心技术是我国卫星发展面临的最主要问题。

     2018年6月14日,由泰伯网主办,主题为“空间智能驱动万物互联”的WGDC2018在北京国家会议中心开幕。大会由空间信息产业创新创业服务平台泰伯主办,秉承不断引领和促进空间信息技术创新与变革的宗旨,WGDC已走过七个年头,如今成为全球最具前瞻性的跨界创新风向标。

      14日,由珠海欧比特宇航科技股份有限公司合作主办的空间智能+卫星大数据峰会开幕。峰会上,中国天绘卫星中心副主任、高级工程师郑团结带来主题为《国内对地观测进展与思考》的演讲。

郑团结:卫星发展面临三大致命问题

      以下为演讲实录(未经本人核实):

     郑团结:听到刚刚的讲演和分享,我非常感动和激动,尤其是由衷地感到咱们珠海欧比特公司近来的发展非常迅速,珠海一号卫星取得的成果也让大家很开眼界。咱们航天技术近来发展确实让我们眼前一亮,让我们的经济发展更具有后劲。

     我汇报的题目是国内对地观测进展与思考,应该说近年来随着航天技术,随着国内经济发展和各方面发展的需求,卫星的发展像雨后春笋一样发展非常迅速。所以说也为我们业界和同行,能够进一步研究遥感、使用遥感,为我们的生活、工作带来更大便利,提供了更多的机遇和机会。当然,在发展的过程中也需要我们思考一些思路、一些问题、一些建议,所以我有一些自己不成熟的见解和大家一块分享。

     第一是国内对地观测的进展,应该说在座各位专家和同行可能了解国内对地观测的一些发展和进展。应该说国内遥感发展非常迅速,在行业方面包括军事、国防、经济建设方面,包括资源卫星、遥感卫星、实践卫星,环境、高分、海洋、林业。大家可能也都知道北京一号、北京二号、吉林一号,近期也听说要发展到河北、深圳、德清,包括院所。科研院所发展的卫星近期也非常多,包括科大、哈工大的探索创新,南航的天巡、浙大皮星,青科大的卫星和武大的夜光遥感卫星。另外飞船从神舟一号到神舟十一号后续还会继续发展。

     关于卫星大家知道刚才范总讲到的咱们的珠海一号是一个大的复兴。卫星是怎么分类的?在座的大部分也知道一些,成系列的有大卫星、小卫星、微卫星、纳卫星、皮卫星等等。应该说一吨以上的一般称为大卫星,比如说咱们中国的资源三号等;一吨到一百公斤的一般称为小卫星,当然这个就是说临界点一般往小了说。比如我是天绘卫星一般称为小卫星,一万公斤到十万公斤的是小卫星;0.1以下的是飞卫星。业界搞卫星遥感的都知道载荷,就是卫星上面装载有用的东西一般称为载荷,当然除了主要用的东西还有其他配合的负载,比如说卫星上面一般主要就是相机,当然有些是以照相为目的,有些是其他传感手段的,包括GPS定位、或者重力的、磁力的、电磁的、通信的、广告电视的,这些都是它的传感器。根据传感器的不同也有不同的用途,根据用途的不同安装了不同的传感器。所以这些卫星分为通信卫星、导航卫星、遥感卫星、测绘卫星、气象卫星、广播电视卫星等等。另外卫星一般在使用的过程中根据体系的大小一般叫立方星,尤其是比较小的叫立方星,事实上立方是一立方以单位,所以小卫星应该是1U、2U,一般大的都称为几千U。

     这里说一下天绘一号和资源三号,这两颗卫星都是咱们中国的测绘卫星,两个卫星分别在2010年和2012年分别发射,都是为了解决全球的问题,因为在座的有些是搞遥感的,有些是其他行业的,但是我们都了解自古到今,不管是经济建设还是其他行业都需要地图,地图到现在的应用,应该不是说逐渐消失而是越来越需要了。大家出去开车用导航地图,没有导航基本上现在就像瞎子一样,有了地图我们才能找到我们要去的地方。滴滴打车也好、饿了么、大众点评,地图的使用和我们生活息息相关,为了解决地图的问题需要由测绘卫星解决这些问题,我们中国主要是天绘一号和资源三号两颗卫星来解决中国“图”的问题。当然航空和地面的手段也有很多,没有遥感卫星时,有很多测地图的手段。但现在更新导航图的手段更多,测绘汽车跑一圈就更新了,有些地方测绘车到不了、有些地方无人机飞不过去,只有卫星能解决这个问题。

     遥感卫星从2006年开始首发,一号是雷达卫星,这些资料主要是来源于网络,有些有出入的地方。有合成孔径雷达的,光电的,一直到应该说大部分一直到遥感20、遥感30全都是光学的,当遥感30以后变成了陆地勘察卫星一号、二号和三号。这也是咱们新闻联播上播放的勘察卫星一号和勘察卫星四号发射的场面。这里主要解决的是遥感的问题,就是获取地球影像,然后就是神舟飞船,这是大家在广播电视里看到更多的一些,从神舟一号到四号都是无人飞船,从神舟五号杨利伟第一个上天的英雄,神舟六号费俊龙、聂海胜,神舟八号完成了与天宫一号的对接,神舟九号完成了载人对接,神舟十号航天员进驻空间实验,神舟十一号与天宫二号进行了对接,神舟十二号发射时间待定。每一型的载人飞船或者说不载人飞船都会解决很多的问题,包括我们现有的遥感卫星也都在解决,每一颗卫星都有它重要的任务。

     再说一下刚才讲的资源三号,资源系列从资源一号到资源三号,资源一号卫星在2003年10月发射,资源系列在1999年进行发射的01星,资源二号是01星、02星、03星,分别在2000年、2002年、2004年发射,分辨率不一样,应该说每一个卫星并不是随着时间的推移分辨率越来越高,有些是分辨率越来越高了,有些分辨率没有很高,但是其他的性能在提高。资源三号01号是2012年1月9号发射,02号是2013年6月发射。

     这里和大家分享一下高分系列,从高分一号是两米、八米、十六米的光学卫星,是2014年发射的,高分五号是一个多光谱的卫星,是进行大气探测,今年五月份发射。珠海卫星最近发射是今年的4月26号,当时在嵩山有一个遥感论坛听到这个消息非常震惊。高分三号是SAR,高分六号也是今年的6月份刚刚发射,应该是最近网上还是一个比较新的新闻。高分六号是与高分一号进行组网对接,是两米、八米和十六米,尤其在十六米的幅宽达到了很大提升。高分七号是立体测绘卫星目前还没有发,高八和高九都是一米。

     商业遥感卫星大家知道,北京一号卫星在2005年10月发射的,这颗卫星是北京二十一世纪公司负责运营,北京二号卫星是2015年的7月进行三星组网,当时发射的时候是按0.8米的分辨率,幅宽24KM,分辨率3.2米,三星进行组网运行。这是过去的两个影像,前面一个是北京一号过去的数据,到第二个是卫星二号的数据,大家可以看到它的分辨率的技术。

     吉林一号卫星按照它的规划,光学、视频、宽幅、多光谱、技术验证的卫星,这个是吉林长光公司运行的,主要在2015年和2018年分别进行发射。

     高景卫星是2016年01星和02星在2016年发射,03和04号是今年发射的,分辨率是0.5米,这个是需要检测精确确定的,并不是说0.5米就是精确的,也可能是0.52或者0.48,周期是一天四星,前边有01和02,后边有03和04,后边按照它的计划有四颗光学卫星。

     刚才范总讲到了珠海一号,珠海一号也是商业遥感卫星,有数十颗卫星组成,包括刚才讲的视频、高光谱、雷达和高分还有红外。珠海一号卫星我是既作为同行也作为用户,我感觉到咱们的卫星设计组网应该说非常具有前瞻性,作为同行即便到现在作为用户也感到非常激动,如果能为国防建设和经济建设提供服务,我觉得我们的心里会更加踏实。

     咱们的珠海一号四型卫星是两颗,分辨率是1.98米,这个分辨率满足我们日常使用。虽然大家可能有的米级的大家就不愿意使用5米的,有了0.1米的看的更清,但是事实上干遥感的知道,在大面积的工程中是根据需要进行选择的,如果说我们进行世界级的测量,用0.1米的影像,第一我们的存储不够,第二我们的处理速度要求就非常高,同时对影像处理过程中,生成的噪声、杂音就会非常多,所以说不同的用途使用不同的分辨率,不同的卫星。咱们珠海一号卫星高度是大约在五百公里的高度,应该说这个高光谱的用途和潜质还是非常好的。

     罗列了上面的这些卫星,我们作为同行,作为业界的工作者,我们知道我们国内遥感发展的非常迅速,应该说卫星技术和卫星的应用都获得了长足的进步,为我们开展工作提供了便利的条件,应该说整体呈现了几个方向。一个是卫星低成本快节奏,有业界的卫星专家说过,他们尤其是做一颗小卫星,现在成本是越来越低,不怕失败,节奏很快,有什么新技术马上用上,然后发射进行应用,这是它的一个新的趋势。第二个趋势就是小型化和多用途,越来越小,用途越来越多。另外就是规模化、系列化,刚才也都看到了,每一个卫星都是规模化、企业化,一发上百颗的。

     我这里跟大家分享更多的,作为业界的工作人员谈一点认识,就是对卫星发展面临的问题和挑战。我认为目前卫星的发展主要的问题可能有三个,第一个是星地不协同的情况,第二个是缺乏资源统筹,第三是缺乏核心技术。

     第一,星地不协同

     大家知道咱们卫星的发展非常快,但是在业界普遍存在着,一是重天轻地,卫星发上去了然后才开始地面系统的建设,地面系统一方面是接收站,接收站的规模、数量和结构还不完整,尤其是境外的比较少,两极的站尤其少。咱们知道卫星尤其是在两极飞的频率很高,但是在赤道附近在运行的过程中有可能一天路过一次或者两次,非常有限。但是我国两极站点非常少,所以两极如果有站,对于卫星的效能发挥提升的会非常多。但是站应该说目前的建设还是非常缓慢,咱们的境外站还是非常少,美国的卫星是全世界建站,我们也可能偶尔在哪个国家有一个站是蜻蜓点水,主要站的分布在中国,同时地面系统的研制应该说也是投入少、发展慢,这个问题也是不容忽视的。

     二是重发射、轻接收,刚才讲了接收布局的问题。重硬轻软,在座的估计大部分都是搞应用的,因为做硬件或者说真正做卫星的公司,刚才讲了虽然比较多,但是相比于卫星应用的部门还是少的,但是解决这些数据应用的问题,你比如说我举个例子,咱们视频卫星的发展非常快,但视频卫星数据我理解非常大,但更多的是拿来看的,我举个例子,如果把中间动态的东西解析出来变成一个点和一条动态的线,做到一个系统里边这样对动态目标的跟踪等等都非常有用,但是目前做软件的做到这一点的顶多还在实验室,离应用非常远。这些都是我们在座的,尤其是咱们会议中心设在北京,在座的有很多专家、科学家,我想对于卫星应用的解决一定要在关键问题上,如何在这些浩瀚的数据里通过自动化人工智能的关键词,AI,利用人工智能技术提取对我们生活有用的信息,不管是用于自动驾驶,还是用于咱们自动导航等等,都有非常大的前景。

     第二,缺乏资源统筹

     咱们卫星非常多,咱们在资源统筹各家之间,各个卫星之间统筹不够。一个是高低搭配,应该说大家知道干活的时候叫男女搭配干活不累,这种搭配和这种合作在我们的生活中用途非常大,但是咱们的卫星都是各站工作,每个卫星都在独立工作,三星、五星、十星,这些多星组网的问题一直没有得到很好的解决,还在实验室,还在概念中,更不要说高低搭配,通过低分辨率大幅面先发现一些问题,然后通过高分辨率小范围的来解决精确应用的问题。动静的搭配。宽窄搭配,有宽幅面的有窄幅面的,还有多光谱、高光谱和光学和其他的搭配。

     第三,缺乏核心技术

     核心技术最近被大家炒的非常厉害,尤其是中兴事件之后国家非常重视独立的知识产权,我觉得知识产权的问题不解决对我们来说非常致命,一旦美国砍下我们的脖子我们就束手无策了。据我了解咱们发了那么多的卫星,不知道它的轨道卫星就乱跑了,定位大部分靠GPS,大部分靠进口,卫星的陀螺,虽然国产的东西不如国外的好用,但是它毕竟是我们自己的。另外国产或者说国内的技术设备几年发展的确实非常快,就说卫星陀螺,激光陀螺咱中国的陀螺技术应该是世界领先。包括北斗,刚才讲的北斗三号它解决全球定位的问题,应该说指日可待。所以说我们在进行行业发展和应用的时候一定要重视国产化,否则的话如果一味的依赖进口,说不定哪天我们的企业,我们的研究就到头了。

     另外我提出思考和对策。

     第一大点讲三个方面:

     一个就是加强顶层设计。应该说在座的事业单位还有各个行业的领导,不管是在国家还是军队方面都要进行统筹规划,有序发展,实现各种用途,各层次,各种分辨率,各种用途的系统,特别是看起来发展较慢,这样的支持力度要更大一点,有些卫星发展的快一点要慢一个步子,有些发展的慢了就要推行起来,所以说协同不管是军队的改变地方的,还是咱们商业的,就要进行协同和协调。

     第二个就是通导遥一体,事实上离应用非常远。现在手机早期的时候我们的手机主要就是一个通信,拿来打电话、发短信,现在遥,照相其实就是遥感,不接触地获取数据。当然导,我想咱们的手机也具有导航的功能,出去找饭店,包括找这个地方都是导,通导遥一体,能找到地方,能打电话,能拍照,这些东西结合在一块,在卫星上面也非常重要,如果解决这些问题,把它组网,把它协调发展,那对我们的卫星遥感应用一定是一个非常重要的方向。

     第三个就是高中低搭配,高分辨率的,中分辨率,低分辨率的,中轨、高轨、低轨,包括从卫星、飞机、地面,各种层面上形成一体化的体系,对我们业界的发展非常好,同时空、天、地、海,刚才讲了有林业的,有海洋卫星,海洋卫星我想也可以测一测陆地,陆地卫星也可以看一看海洋,当然有些是技术限制的,比如说可能有些我们感觉很简单的问题但是实现起来非常难,就像现在拿长焦相机,想要照像既分辨率高又要照的好,成本非常好,所以说有些技术融合着可能路比较长一点,但是有些我想融合度就比较短一点。

     第二大点是加强资源的统筹。

     刚才讲了“一带一路”建设,资源普查等重大工程中,我们要把不同用途的观测资源在不同领域担纲履职,举个例子,某个地方发生地震了,所有的卫星都围着那个地方照,照出了一堆的数据没有进行统筹,有突发事件或者有战争有重要用途的时候对一个地方集中的进行使用是有意义的,但是对一些平常没人关注的地方也应该形成,不能让数据有空白,形成一张图、一个库等等,这些必须要解决高低搭配、动静搭配、宽窄搭配,视频的和静态的这些组合应用。

     第三个刚才也提到了核心技术攻关。

     核心技术的攻关在我们的生活中应该说我们是有一个好用的,不管是不是自己的可能都喜欢用,最常用的我们现在习惯用Windows,应该说进口的软件有些好用的就阻碍了我们国产技术的发展,对我们来说是一个非常致命的,导致我们大飞机的研制和进程慢了很多年,在中国目前能够拿得出手的,除了现在大家开玩笑的四大发明,中国航天、北斗、WPS、SuperMap、华为在这个圈子里经常用到的,但是更要重视中国核心技术的发展,国产化的应用。

     另外尤其我们要把重点工程牵引放在前面,如果单纯把很多的实验室建设,一个学生按一个命题,没有工程牵引做着做着就做不下去了,没有兴趣,没有资金支持。我们国家有个好处,集中力量办大事,所以说在一定的层面我们相信也随着咱们的改革进程的推进,现在资源整合包括把农业、林业,有很多的大物质进行整合,形成全球普查、区域详查,“一带一路”测绘等等,随着一系列的重大工程的牵引,让我们的卫星发展、统筹等等,统一向前走,这样我们中国遥感,中国人工智能,中国卫星技术就能得到向好、向前的发展,谢谢大家!


[责任编辑:刘艺杨]
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